An coimeas ri teicneòlas tàthaidh traidiseanta,tàthadh leusairtha buannachdan gun choimeas aige ann an cruinneas tàthaidh, èifeachdas, earbsachd, fèin-ghluasad agus taobhan eile. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha e air leasachadh gu luath ann an raointean chàraichean, lùth, eileagtronaig agus raointean eile, agus thathas den bheachd gur e seo aon de na teicneòlasan saothrachaidh as gealltanach san 21mh linn.
1. Sealladh farsaing air dà-bhìomtàthadh leusair
Dùbailte-ghathantàthadh leusair’S e dòighean optaigeach a chleachdadh gus an aon leusair a sgaradh ann an dà ghath solais fa leth airson tàthadh, no dà sheòrsa eadar-dhealaichte de leusairean a chleachdadh airson an cur còmhla, leithid leusair CO2, leusair Nd: YAG agus leusair leth-chonnsachaidh àrd-chumhachd. Faodar iad uile a chur còmhla. Chaidh a mholadh sa mhòr-chuid gus fuasgladh fhaighinn air atharrachadh tàthadh leusair gu cruinneas co-chruinneachaidh, seasmhachd a’ phròiseis tàthaidh a leasachadh, agus càileachd an tàthaidh a leasachadh. Gath dùbailtetàthadh leusairFaodaidh e raon teòthachd an tàthaidh atharrachadh gu goireasach agus gu sùbailte le bhith ag atharrachadh co-mheas lùth a’ ghatha, astar nan gathan, agus eadhon pàtran cuairteachaidh lùtha an dà ghatha laser, ag atharrachadh pàtran làthaireachd toll-iuchrach agus pàtran sruthadh meatailt leaghaidh anns an amar leaghte. A’ toirt seachad taghadh nas fharsainge de phròiseasan tàthaidh. Chan e a-mhàin gu bheil buannachdan mòra aigetàthadh leusairtreòrachadh, astar luath agus mionaideachd àrd, ach tha e cuideachd freagarrach airson stuthan agus joints a tha duilich an tàthadh le stuthan àbhaisteachtàthadh leusair.
Airson dà-bhìomtàthadh leusair, bruidhnidh sinn an toiseach air na dòighean cur an gnìomh airson leusair dà-ghathan. Tha litreachas coileanta a’ sealltainn gu bheil dà phrìomh dhòigh ann airson tàthadh dà-ghathan a choileanadh: fòcas tar-chuir agus fòcas meòrachaidh. Gu sònraichte, tha aon air a choileanadh le bhith ag atharrachadh ceàrn agus astar dà leusair tro sgàthan fòcas agus sgàthan co-thaobhach. Tha am fear eile air a choileanadh le bhith a’ cleachdadh stòr leusair agus an uairsin a’ cur fòcas tro sgàthan meòrachail, sgàthan tar-chuir agus sgàthan cumadh geinn gus dà ghathan a choileanadh. Airson a’ chiad dhòigh, tha trì prìomh chruthan ann. Is e a’ chiad chruth dà leusair a cheangal tro shnàithleanan optigeach agus an sgoltadh ann an dà ghathan eadar-dhealaichte fon aon sgàthan co-thaobhach agus sgàthan fòcas. Is e an dàrna fear gu bheil dà leusair a’ cur a-mach gathan leusair tro na cinn tàthaidh aca fa leth, agus tha gathan dùbailte air an cruthachadh le bhith ag atharrachadh suidheachadh fànais nan cinn tàthaidh. Is e an treas dòigh gu bheil gathan an leusair air an sgoltadh an toiseach tro dhà sgàthan 1 agus 2, agus an uairsin air a chuimseachadh le dà sgàthan fòcas 3 agus 4 fa leth. Faodar an suidheachadh agus an t-astar eadar an dà phuing fòcas atharrachadh le bhith ag atharrachadh ceàrnan an dà sgàthan fòcasachaidh 3 agus 4. Is e an dàrna dòigh laser staid-chruaidh a chleachdadh gus an solas a sgoltadh gus dà ghath a choileanadh, agus an ceàrn agus an t-astar atharrachadh tro sgàthan peirspeactrach agus sgàthan fòcasachaidh. Tha an dà dhealbh mu dheireadh anns a’ chiad sreath gu h-ìosal a’ sealltainn siostam speactroscopach laser CO2. Tha an sgàthan còmhnard air a chur an àite le sgàthan cumadh geinn agus air a chur air beulaibh an sgàthan fòcasachaidh gus an solas a sgoltadh gus solas co-shìnte dà ghath a choileanadh.
Às dèidh dhuinn tuigse fhaighinn air mar a thathar a’ cur an gnìomh giùlan dùbailte, leig dhuinn prionnsabalan agus modhan tàthaidh a thoirt a-steach gu goirid. Anns an t-seòrsa giùlan dùbailtetàthadh leusairpròiseas, tha trì rèiteachaidhean beam cumanta ann, is iad sin rèiteachadh sreathach, rèiteachadh co-shìnte agus rèiteachadh measgaichte. clò, is e sin, tha astar ann an dà chuid an t-slighe tàthaidh agus an t-slighe dhìreach tàthaidh. Mar a chithear anns an t-sreath mu dheireadh den fhigear, a rèir nan diofar chumaidhean de thuill bheaga agus de linneachan leaghte a nochdas fo dhiofar àiteachan rè a’ phròiseas tàthaidh sreathach, faodar an roinn tuilleadh ann an leaghan singilte. Tha trì staidean ann: linn, linn leaghte cumanta agus linn leaghte air leth. Tha feartan linn leaghte singilte agus linn leaghte air leth coltach ri feartan linn leaghte singiltetàthadh leusair, mar a chithear san diagram atharrais àireamhach. Tha buaidhean pròiseas eadar-dhealaichte ann airson diofar sheòrsaichean.
Seòrsa 1: Fo àite sònraichte eadar na puingean, bidh dà tholl-iuchrach beam a’ cruthachadh toll-iuchrach mòr cumanta san aon amar leaghte; airson seòrsa 1, thathar ag aithris gu bheil aon beam solais air a chleachdadh gus toll beag a chruthachadh, agus gu bheil am beam solais eile air a chleachdadh airson làimhseachadh teas tàthaidh, a dh’ fhaodas feartan structarail stàilinn àrd-charboin agus stàilinn alloy a leasachadh gu h-èifeachdach.
Seòrsa 2: Meudaich an t-astar eadar na puingean san aon amar leaghte, sgar an dà ghathan ann an dà tholl-iuchrach neo-eisimeileach, agus atharraich pàtran sruthadh an amar leaghte; airson seòrsa 2, tha a ghnìomh co-ionann ri tàthadh dà ghathan dealanach, a’ lughdachadh sgapadh tàthaidh agus tàthaidhean neo-riaghailteach aig an fhaid fhòcasach iomchaidh.
Seòrsa 3: Meudaich an t-astar eadar na puingean agus atharraich co-mheas lùtha an dà ghiot, gus am bi aon den dà ghiot air a chleachdadh mar thùs teas airson giollachd ro-thàthaidh no às dèidh tàthaidh a dhèanamh rè a’ phròiseas tàthaidh, agus am giot eile air a chleachdadh gus tuill bheaga a chruthachadh. Airson seòrsa 3, lorg an sgrùdadh gu bheil an dà ghiot a’ cruthachadh toll-iuchrach, nach eil an toll beag furasta a phasgadh, agus nach eil e furasta pores a chruthachadh san tàthadh.
2. Buaidh a’ phròiseis tàthaidh air càileachd tàthaidh
Buaidh co-mheas sreathach lùth-ghathan air cruthachadh seam tàthaidh
Nuair a tha cumhachd an leusair 2kW, tha an astar tàthaidh 45 mm/s, tha an ìre dì-fhòcais 0mm, agus tha an t-astar eadar na beam 3 mm, tha cumadh uachdar an tàthaidh nuair a dh’atharraicheas RS (RS= 0.50, 0.67, 1.50, 2.00) mar a chithear san fhigear. Nuair a tha RS=0.50 agus 2.00, tha an tàthadh air a dhòrtadh gu ìre nas motha, agus tha barrachd frasadh air oir an tàthaidh, gun phàtranan sgèile èisg cunbhalach a chruthachadh. Tha seo air sgàth nuair a tha co-mheas lùth a’ gheama ro bheag no ro mhòr, tha lùth an leusair ro dhùmhail, ag adhbhrachadh gum bi an toll-prìne leusair a’ crathadh nas miosa rè a’ phròiseas tàthaidh, agus bidh cuideam cùl-taic an smùid ag adhbhrachadh gun tèid meatailt an linne leaghte a thilgeil a-mach agus a splasadh anns an linne leaghte; Bidh cus teas ag adhbhrachadh gum bi doimhneachd treòrachaidh an linne leaghte air taobh an aloi alùmanaim ro mhòr, ag adhbhrachadh trom-inntinn fo ghnìomh grabhataidh. Nuair a tha RS=0.67 agus 1.50, tha pàtran sgèile an èisg air uachdar an tàthaidh co-ionnan, tha cumadh an tàthaidh nas bòidhche, agus chan eil sgàinidhean teth tàthaidh, pores agus uireasbhaidhean tàthaidh eile rim faicinn air uachdar an tàthaidh. Tha cumaidhean earrann-tarsainn nan tàthaidhean le co-mheasan lùth beam eadar-dhealaichte RS mar a chithear san fhigear. Tha earrann-tarsainn nan tàthaidhean ann an cumadh “glainne fìona” àbhaisteach, a’ nochdadh gu bheil am pròiseas tàthaidh air a dhèanamh ann am modh tàthaidh treòrachaidh domhainn laser. Tha buaidh chudromach aig RS air doimhneachd treòrachaidh P2 an tàthaidh air taobh an alùmanaim alùmanaim. Nuair a tha co-mheas lùth a’ beam RS=0.5, tha P2 1203.2 microns. Nuair a tha co-mheas lùth a’ beam RS=0.67 agus 1.5, tha P2 air a lùghdachadh gu mòr, is iad sin 403.3 microns agus 93.6 microns fa leth. Nuair a tha co-mheas lùth a’ beam RS=2, tha doimhneachd treòrachaidh tàthaidh earrann-tarsainn a’ cho-bhanntachd 1151.6 microns.
Buaidh co-mheas lùth-ghathan co-shìnte air cruthachadh seam tàthaidh
Nuair a tha cumhachd an leusair 2.8kW, tha an astar tàthaidh 33mm/s, tha an ìre dì-fhòcas 0mm, agus tha an t-astar eadar na beaman 1mm, gheibhear uachdar an tàthaidh le bhith ag atharrachadh co-mheas lùth a’ bhìm (RS=0.25, 0.5, 0.67, 1.5, 2, 4). Tha an coltas air a shealltainn san fhigear. Nuair a tha RS=2, tha pàtran sgèile an èisg air uachdar an tàthaidh caran neo-riaghailteach. Tha uachdar an tàthaidh a gheibhear leis na còig co-mheasan lùtha beam eadar-dhealaichte eile air a chruthachadh gu math, agus chan eil lochdan rim faicinn leithid pores agus spàsan. Mar sin, an taca ri sreath dà-bhìmtàthadh leusair, tha uachdar an tàthaidh le bhith a’ cleachdadh dà-ghathan co-shìnte nas co-ionnan agus nas bòidhche. Nuair a tha RS=0.25, tha beagan claonadh anns an tàthadh; mar a bhios co-mheas lùth a’ ghatha ag àrdachadh mean air mhean (RS=0.5, 0.67 agus 1.5), tha uachdar an tàthaidh co-ionnan agus chan eil claonadh sam bith air a chruthachadh; ge-tà, nuair a bhios co-mheas lùth a’ ghatha ag àrdachadh tuilleadh (RS=1.50, 2.00), ach tha claonaidhean air uachdar an tàthaidh. Nuair a tha co-mheas lùth a’ ghatha RS=0.25, 1.5 agus 2, tha cumadh earrann-tarsainn an tàthaidh “cumadh glainne fìona”; nuair a tha RS=0.50, 0.67 agus 1, tha cumadh earrann-tarsainn an tàthaidh “cumadh tunail”. Nuair a tha RS=4, chan e a-mhàin gu bheil sgàinidhean air an cruthachadh aig bonn an tàthaidh, ach cuideachd bidh cuid de phòran air an cruthachadh ann am meadhan agus ìosal an tàthaidh. Nuair a tha RS=2, nochdaidh pòran pròiseas mòra taobh a-staigh an tàthaidh, ach chan eil sgàinidhean a’ nochdadh. Nuair a tha RS=0.5, 0.67 agus 1.5, tha doimhneachd treòrachaidh P2 an tàthaidh air taobh an aloi alùmanaim nas lugha, agus tha earrann-tarsainn an tàthaidh air a chruthachadh gu math agus chan eil uireasbhaidhean tàthaidh follaiseach air an cruthachadh. Tha iad sin a’ sealltainn gu bheil buaidh chudromach aig co-mheas lùth a’ ghatha rè tàthadh laser dà-ghatha co-shìnte air treòrachadh an tàthaidh agus uireasbhaidhean tàthaidh.
Beam co-shìnte – buaidh astar nam beam air cruthachadh seam tàthaidh
Nuair a tha cumhachd an leusair 2.8kW, tha an astar tàthaidh 33mm/s, tha an ìre dì-fhòcas 0mm, agus tha co-mheas lùth a’ ghatha RS=0.67, atharraich astar a’ ghatha (d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm) gus morf-eòlas uachdar an tàthaidh fhaighinn mar a chithear san dealbh. Nuair a tha d=0.5mm, 1mm, 1.5mm, 2mm, tha uachdar an tàthaidh rèidh agus còmhnard, agus tha an cumadh brèagha; tha pàtran sgèile èisg an tàthaidh cunbhalach agus brèagha, agus chan eil pores, sgàinidhean no uireasbhaidhean eile rim faicinn. Mar sin, fo chumhachan nan ceithir astaran ghatha, tha uachdar an tàthaidh air a chruthachadh gu math. A bharrachd air an sin, nuair a tha d=2 mm, tha dà thàthadh eadar-dhealaichte air an cruthachadh, a tha a’ sealltainn nach eil an dà ghatha leusair co-shìnte ag obair air amar leaghte tuilleadh, agus nach urrainn dhaibh tàthadh measgaichte leusair dà-ghatha èifeachdach a chruthachadh. Nuair a tha an t-astar eadar na giùlan 0.5mm, tha an tàthadh “cumadh tunail”, tha doimhneachd treòrachaidh P2 an tàthaidh air taobh an aloi alùmanaim 712.9 micron, agus chan eil sgàinidhean, pores no uireasbhaidhean eile taobh a-staigh an tàthaidh. Mar a bhios an t-astar eadar na giùlan a’ sìor dhol am meud, bidh doimhneachd treòrachaidh P2 an tàthaidh air taobh an aloi alùmanaim a’ lùghdachadh gu mòr. Nuair a tha an t-astar eadar na giùlan 1mm, chan eil doimhneachd treòrachaidh an tàthaidh air taobh an aloi alùmanaim ach 94.2 micron. Mar a bhios an t-astar eadar na giùlan ag àrdachadh tuilleadh, chan eil an tàthadh a’ cruthachadh treòrachadh èifeachdach air taobh an aloi alùmanaim. Mar sin, nuair a tha an t-astar eadar na giùlan 0.5mm, is e buaidh ath-cho-chur dà-ghiothail as fheàrr. Mar a bhios an t-astar eadar na giùlan ag àrdachadh, bidh an teas a chuireas an tàthadh a’ lùghdachadh gu mòr, agus bidh buaidh ath-cho-chur laser dà-ghiothail a’ fàs nas miosa mean air mhean.
Tha an diofar ann am morf-eòlas an tàthaidh air adhbhrachadh leis an t-sruthadh eadar-dhealaichte agus cruadhachadh fuarachaidh an amar leaghte rè a’ phròiseas tàthaidh. Chan e a-mhàin gun urrainn don dòigh atharrais àireamhach mion-sgrùdadh cuideam an amar leaghte a dhèanamh nas fhasa a chleachdadh, ach cuideachd cosgais deuchainneach a lughdachadh. Tha an dealbh gu h-ìosal a’ sealltainn nan atharrachaidhean anns an amar leaghte taobh le aon bhìm, rèiteachaidhean eadar-dhealaichte agus astar spot. Tha na prìomh cho-dhùnaidhean a’ toirt a-steach: (1) Rè an aon-bhìmtàthadh leusairAnns a’ phròiseas, is e doimhneachd toll an linne leaghte an doimhneachd as doimhne, tha iongantas ann de thuit an tuill, tha balla an tuill neo-riaghailteach, agus tha sgaoileadh an achaidh sruthadh faisg air balla an tuill neo-chothromach; faisg air uachdar cùil an linne leaghte Tha an ath-shruthadh làidir, agus tha ath-shruthadh suas aig bonn an linne leaghte; tha sgaoileadh raon sruthadh an linne leaghte uachdar an ìre mhath cothromach agus slaodach, agus tha leud an linne leaghte neo-chothromach air feadh an doimhneachd. Tha buaireadh air adhbhrachadh le cuideam cùl-taic balla anns an linne leaghte eadar na tuill bheaga ann an dà-bhìom.tàthadh leusair, agus tha e an-còmhnaidh ann air feadh stiùireadh doimhneachd nan tuill bheaga. Mar a bhios an t-astar eadar an dà ghath a’ sìor dhol am meud, bidh dùmhlachd lùtha a’ ghath ag atharrachadh mean air mhean bho staid aon mhullach gu staid dà mhullach. Tha luach as ìsle eadar an dà mhullach, agus bidh an dùmhlachd lùtha a’ lùghdachadh mean air mhean. (2) Airson gath dùbailtetàthadh leusair, nuair a tha an t-astar eadar na spotan 0-0.5mm, bidh doimhneachd nan tuill bheaga anns an amar leaghte a’ lùghdachadh beagan, agus tha giùlan sruthadh iomlan an amar leaghte coltach ri giùlan aon-bhìomtàthadh leusair; nuair a tha an t-astar eadar na puingean os cionn 1mm, tha na tuill bheaga air an sgaradh gu tur, agus rè a’ phròiseis tàthaidh chan eil cha mhòr eadar-obrachadh sam bith eadar an dà leusair, a tha co-ionann ri dà thàthadh leusair aon-bhìom às dèidh a chèile/co-shìnte le cumhachd 1750W. Chan eil cha mhòr buaidh ro-theasachaidh ann, agus tha giùlan sruthadh an amar leaghte coltach ri tàthadh leusair aon-bhìom. (3) Nuair a tha an t-astar eadar na puingean 0.5-1mm, tha uachdar balla nan tuill bheaga nas rèidh anns an dà rèiteachadh, bidh doimhneachd nan tuill bheaga a’ lùghdachadh mean air mhean, agus bidh am bonn a’ sgaradh mean air mhean. Tha an buaireadh eadar na tuill bheaga agus sruthadh an amar leaghte uachdar aig 0.8mm. As làidire. Airson tàthadh sreathach, bidh fad an amar leaghte ag àrdachadh mean air mhean, is e an leud as motha nuair a tha an t-astar eadar na puingean 0.8mm, agus tha a’ bhuaidh ro-theasachaidh as follaisiche nuair a tha an t-astar eadar na puingean 0.8mm. Bidh buaidh feachd Marangoni a’ lagachadh mean air mhean, agus bidh barrachd leaghan meatailt a’ sruthadh gu gach taobh den amar leaghte. Dèan sgaoileadh leud an leaghte nas co-ionnan. Airson tàthadh co-shìnte, bidh leud an amar leaghte ag àrdachadh mean air mhean, agus tha an fhaid aig a’ char as àirde aig 0.8mm, ach chan eil buaidh ro-theasachaidh ann; bidh an ath-shruthadh faisg air an uachdar air adhbhrachadh le feachd Marangoni an-còmhnaidh ann, agus bidh an ath-shruthadh sìos aig bonn an tuill bhig a’ dol à bith mean air mhean; chan eil an raon sruthadh thar-roinneil cho math ri mar a tha e làidir ann an sreath, is gann gun toir an buaireadh buaidh air an t-sruthadh air gach taobh den amar leaghte, agus tha leud an leaghte air a sgaoileadh gu neo-chothromach.
Àm puist: 12 Dàmhair 2023
